基于GIS的煤矿地质测量信息系统的设计与开发----以信息分类编码技术为重点探讨

张 斌 王慧德 李林霞

（陕煤集团神南产业发展有限公司，陕西 榆林 719300 ）

（神木县矿业地质测量管理站，陕西 榆林 719300 ）

信息分类编码是根据信息内容或特征，将信息按照一定的原则和方法进行区分和归类，建立一定的分类体系和排列顺序，并用一种易于被计算机和人识别的符号体系表示出来的过程，也是合理地将处理对象数字化、字符化的过程。只有将煤矿地质测量信息按照一定规律进行分类和编码，将其合理有序地存入计算机，才能快速、有效地对它们进行存储、管理、检索分析、输出和交换。分类编码已成为煤矿基础信息标准化建设与煤矿基础数据库数据组织、存储、管理和交换的共同基础，也是实现数据共享与互操作的必然要求。

1 基于GIS的煤矿地质测量信息分类编码的原则

基于GIS的煤矿地质测量信息分类编码除了遵循一般信息分类编码的原则外，还应当遵循与矿山基础信息相关的国家标准、面向对象程序设计以及兼顾数字制图与GIS分析等原则，这个原则体现了一般性和特殊性的有机统一。

1.1 遵循与矿山基础信息相关的国家标准

目前，与矿山基础信息分类编码相关的国家标准主要有《地形图要素分类与代码》《地形图图式》《国土基础信息数据分类与代码》和《数字化地质图图层及属性文件格式》等。此外，能源煤总[1989]第26号文颁布的《煤矿地质测量图例》，也与煤矿地质测量专业密切相关，且在该领域具有广泛的应用性，应当成为此分类执行的主要标准和参考依据。在煤矿地质测量信息分类编码过程中，信息要素的分类思想和方法、码元、码位的设置等都参考和遵循了这些相关标准和规范。这些相关的国家标准共同构建成为煤矿地质测量信息分类编码的重要原则，对于编码活动不能够超出上述的标准来进行。

1.2 面向对象程序设计思想

利用面向对象的设计思想设计图形数据库中的符号库，可大大地优化符号库的数据结构组织，提高符号库的可移植性与设计效率，节省程序的存储空间，提高运行速度[1]。煤矿地质测量信息的分类编码，主要针对信息对象进行分类、组织与编码，同时，按照几何特征(主要包括点、线、面等)设置了形态标识码，不仅提高了检索和设置系统对象属性的效率，也便于系统的编程实现。

1.3 兼顾数字制图与GIS空间分析

地理信息系统(GIS)具有强大的图形数据采集、空间数据可视化和空间分析功能，又有数据更新快捷方便，分析结果准确及时的特点，GIS将各种信息与反映地理位置和有关的视图结合起来进行分析，绘制成各类专题电子地图(包括各类专项规划图)，为各级政府和业务管理部门提供科学的决策依据。同时，该系统还可以利用各种空间分析的方法管理空间数据信息，对多种不同的信息进行综合分析，寻求空间实体间的相互关系，分析和处理一定区域内分布的现象和过程。煤矿地质测量信息分类编码结合专业特征，按照专题图层，对信息实体对象进行分类与编码，既可作为制作数字矿图的指导标准，又能满足 GIS空间分析数据的快速提取。

2 煤矿地质测量信息分类编码的方法

信息分类最常用的方法有线分类法、面分类法和混合分类法。线分类法也称层级分类法，它是将初始的分类对象，按选定的属性或特征，作为分类的划分基础，逐次地分成相应的若干个层级类目，并排列成一个有层次的、逐级展开的分类体系，其表现形式是大类、中类、小类等。面分类法是把给定的分类对象，依据其本身固有的属性，分成相互没有隶属关系的“面”，每一个“面”都包含一组类目。混合分类法是将线分类法和面分类法结合起来。实践证明，线分类法和面分类法各有其优、缺点。线分类法的优点是层次性好，能较好地反映类目之间的逻辑关系；使用方便，既符合手工处理信息的传统习惯，又便于电子计算机处理信息。缺点是结构弹性较差，分类结构一经确定，不易改动；效率较低，当分类层次较多时，代码位数较长。面分类法的优点是有较大弹性，一个“面”的类目改变，不影响其他“面”；适应性强，可按需要组成任何类目；易于添加和修改类目；缺点是不能充分利用容量，可组配的类目很多，有时实际应用的类目不多；难于手工处理信息[2-4]。在煤矿地质测量信息分类中，高层的定性信息分类适合使用线分类法，定量属性往往处于类别的较低层次，适合应用面分类法。在这个过程中，综合考虑两方面的问题:一是信息的来源，即不同的信息分支学科及专业特征；二是在煤矿图形信息库中的几何特征(如点、线、面、体)。

基于 GIS的煤矿地质测量信息分类编码与应用系统开发时的数据模型是紧密联系的(这里主要指煤矿地质测量空间信息管理系统，简称MSGIS)，其实现就是在概念化设计的基础上对煤矿地质测量空间信息进行抽象、汇总与组织，并在逻辑实现的基础上进行分类编码的过程。本文按现行 GIS空间数据库构建方法将平面投影的空间数据，进行分层组织。在进行空间数据分层时，综合考虑数据的几何特性(点、线、面)、专题类型(地质、测量、水文、储量等)、制图符号等因素综合考虑，使每一数据层中的数据具有相同的集合特性和相同的属性组成。

3 分类编码体系

根据能源煤总[1989]第26号文颁布的《煤矿地质测量图例》，并参考河北开滦集团针对该图例制定的《补充图例》，结合煤矿地质测量信息管理系统实际开发过程中的技术实现，将煤矿地质测量信息分为基本地理信息、井下测量控制点信息、井巷工程信息、基本地质信息、水文基本信息、资源储量基本信息、图幅基本信息7大类，29个专题类(图层分类或称为次类)。在专题类中，又根据图素的形态，按照点、线、面进行表识、归类形成51个3级类，最后，再对同一专题类中相同形态类型的图素进一步细分，形成440个4级类，也称为图素序列对象类序列。

该编码结构留有待扩充的码位，主类码用7个特定的单字符表示(L为基本地理信息；U为井下测量控制点；W为井巷工程信息；G为基本地质信息；H为水文基本信息；R为资源储量基本信息:P为图幅基本信息)，形态标识码用3个单数字表示(1为点状；2为线状；3为面状)，其余均用2位或者4位数字表示。

4 结论

未来的煤矿企业不仅不会消亡，还会在工业领域发挥着更为重要的作用，那么在未来，地质测量信息系统的设计和开发就显得更为重要。在这项工作中，信息的分类编码又显得格外地重要。研究煤矿地质测量分类编码技术，其目的是建立一个科学、规范的煤矿地质测量信息分类编码体系，对煤矿地质测量空间信息系统(MSGIS)中的图形库结构以及基本图素(包括点、线、面)的组织和编码进行优化。实践证明，该分类编码体系为实现 MSGIS与其他 GIS系统(如 MapGis)及AUTOCAD系统之间的图形和属性的交流与共享奠定了基础。

[1]张振飞，马智民.基于 GIS的地学信息分类编码的一种思路[J].地质科技情报.1999，18(3)

[2]崔俊飞，李向东，李明建.基于GIS的矿井瓦斯地质数字化技术[J].煤炭科学技术，2009(2).

[3]邬伦，刘瑜，张晶等.地理信息系统---原理、方法和应用[M].北京:科学出版社，2001.

[4]龙毅，沈婕，周卫.GIS空间数据的分析与制图一体化策略[J].测绘科学技学报，2006，23(4).